Автоматическое управление вентиляцией в ванной/туалете

Автор: Victor_P.
Опубликовано 15.04.2014
Создано при помощи КотоРед.

Увидел на днях в новостях кота статью и так совпало, что аналогичную проблему (по ходу затянувшегося ремонта в совм. ванной-туалете) пришлось решать и мне, только решил я ее немного другим способом, поэтому решил поделиться с вами. Думаю, возможность выбора это всегда хорошо.

Само-собой включать/выключать вентиляцию отдельным выключателем желания не было. Кроме того, было бы очень неплохо чтоб вентилятор работал и при находящихся в помещении людях котах, но при этом не шумел и не мешал расслабляться (ну ванну там принять или какие другие процедуры, санузел то совмещенный ;) ). Кроме того включать вентилятор на короткие промежутки времени пребывания в помещении нету никакого смысла, и это тоже нужно как-то учитывать. Поэтому было принято решение применить микроконтроллер, выбрал самый простой из тех что были в наличии,- ATtiny13.

Так как нужно будет управлять частотой вращения, то более чем желательно заиметь детектор переходя через 0. После перебора нескольких вариантов, остановил выбор на этом. Он хорош тем, что имеет малое потребление (меньше 120mW), имеет постоянную ширину имульса (1мс при 50Гц), не зависящую от напряжения на входе, сам переход через 0 находится четко по средине импульса.

Вопрос пиния решился сам-собой, когда при поисках компонентов нашелся мелкий трансформатор (хотя не такой он и мелкий, можно и поменьше найти). Конечно, можно применить и гальванически связанный с сетью конденсаторный источник питания.

Итого получилась вот такая схемка:

Плата размерами 36х76 в прикрепленном pdf файле в конце статьи. Почти все компоненты в SMD исполнении (резистры и конденсаторы размером 1206).

Внешний вид:

Собственно что все это хозяйство делает:
- включаем свет, ровно одну минуту ничего не происходит, если за эту минуту свет выключить, то так ничего и не произойдет;
- через одну минуту включается вентилятор на минимальных оборотах и проработает так еще одну минуту, если в это время свет выключить, вентилятор включится на 50% мощности, проработает минуту и выключится;
- если свет мы не трогаем и пошла 3я минута после его включения, вентилятор прибавит оборотов до 50% и так и будет работать до выключения света, но.... если свет выключить в течении 2х минут после того как вентилятор перешел на 50% мощности, то вентилятор включиться на 100% мощности на 1 минуту и потом выключиться, если же его выключить позже, то вентилятор точно также включиться на 100% мощности, только выключится уже через 2 минуты.

Я такой алгоритм счел оптимальным (перед этим была перепробована куча вариантов, в том числе и с плавным набором оборотов, растянутым во времени), но так как управление полностью программное, ничего не стоит его изменить в любой момент.

Коротко о работе схемы:
К P3 подключается сам вентилятор. К P2 на 1ю ногу провод от выключателя освещения (можна взять в выключателе, коммутационной коробке или в патроне лампочки) важно: выключатель должен отключать фазу иначе ничего не выйдет и в выключателе на этот контакт не должно висеть неонки или св.диода, на 2ю ногу подключаем ноль, на 3ю ногу фазу. Главное не перепутать,- феерверка скорее всего не получится, но работать не будет точно.
На элементах R10-R14,C4,C5,D3-D7,U4 собран детектор перехода через 0. Он каждые 10мс дает импульс шириной 1мс (при условии, что частота сети 50Гц). Эти импульсы поступают на вход внешнего прерывания МК, где вызывают прерывание по спаду импульса. Эти прерывания используются для отсчета времени (100 импульсов = 1с) и для сброса тайммера-счетчика. Таймер-счетчик выдает 2 прерывания по сравнению, первым подает на PB4 1, вторым 0. Величина значения в регистр сравнения А выбирается в зависимости от нужного угла включения (в даной прошивке это 0x3D для минимальных оборотов и 0x34 для средних), в регистор В на 1 больше, этого более чем достаточно для уверенного открытия симистора.
На элементах R4-R9,D1,D2,C3,U3 собрана схема, которая подает 1 на вход PB3 когда включен свет.
На элементах R1-R3,C1,Q1,U2 собрана схема питания вентилятора. Оптосимистор U2 можно менять на любой другой, подходящий по параметрам, но только нужно что бы в нем не было встроенного детектора нуля. Симистор Q1 тоже любой, лишь бы выдержал напряжение сети и ток нагрузки вентилятора, на радиатор его ставить не нужно, он и так холодный.
Все остальные елементы, кроме U1, это блок питания. По его работе рассказывать особо нечего, блок как блок, стандартный на 7805.

Вот собственно и все. Очень важно не забывать, что в схеме есть элементы напрямую подключенные к сети 220В, прикосновение к которым чревато плохим настроением на весь день, так что лучше не трогать лапами работающую конструкцию.

Буду рад если кому-то конструкция окажется полезной. Как уже говорил, алгоритм работы можно поменять, если кто захочет поменять что-то под себя, исходник дам, в нем ничего военного нету, но зачем писать с нуля если можно только подкорректировать.

Файлы:
схема, плата, размещение компонентов
прошивка

Все вопросы в Форум.